Ce/Co比對(duì)Ag/CeO2-Co3O4催化劑低溫氧化降解甲醛性能的影響

唐 彤， 衛(wèi)廣程， 王慧敏， 劉 墨， 張秋林， 寧 平

(昆明理工大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 云南 昆明 650500)

甲醛作為室內(nèi)空氣主要污染物之一，屬揮發(fā)性有機(jī)化合物，主要來(lái)源于建筑和裝飾材料的排放[1]。長(zhǎng)期暴露其中會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重的危害[2]，去除甲醛改善室內(nèi)空氣質(zhì)量具有重要的研究意義。

迄今為止，催化氧化法被認(rèn)為是最有效的去除甲醛的技術(shù)，能夠?qū)⒓兹┩耆趸蒀O2和H2O[3-6]。其中,貴金屬催化劑因其優(yōu)異的低溫催化氧化性能而備受關(guān)注，負(fù)載型Pt[7,8]、Pd[9,10]、Au[11,12]催化劑能夠在室溫實(shí)現(xiàn)甲醛的完全氧化。然而，Pt、Pd和Au負(fù)載型催化劑因價(jià)格昂貴而難以廣泛應(yīng)用。目前，Ag基催化劑因其廉價(jià)及較好的低溫活性受到研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。Bai等[13]將Ag浸漬到三維有序介孔MnO2上，所得Ag/MnO2催化劑具有較低的反應(yīng)活化能，在110 ℃可實(shí)現(xiàn)甲醛的完全去除。Qu等[14]報(bào)道稱當(dāng)雙金屬Ag/Co質(zhì)量比為3∶1時(shí)AgCo/APTES@MCM-41催化劑顯示出最優(yōu)活性，能夠在90 ℃將甲醛完全氧化。為進(jìn)一步降低Ag含量提高催化劑低溫催化活性，Ma等[15]發(fā)現(xiàn)，通過(guò)加入堿金屬Na，2.4%Ag-Na/CeO2在100 ℃顯示出甲醛的完全轉(zhuǎn)化。但低溫催化性能仍需提高，且Ag的負(fù)載含量也仍需進(jìn)一步降低。

過(guò)渡金屬氧化物用于甲醛的催化氧化研究也被廣泛報(bào)道，其自身不但可吸附并活化甲醛，而且能夠在催化氧化過(guò)程中以價(jià)態(tài)變化的形式傳遞電子[16-18]。其中，Co3O4以其較高的低溫催化氧化甲醛性能備受關(guān)注。研究通過(guò)介孔結(jié)構(gòu)構(gòu)建提高比表面積，優(yōu)化表面氧物種，進(jìn)而提高催化活性[5]。但單金屬氧化物還原性能和低溫活性有限，因此，過(guò)渡金屬研究主要著眼于復(fù)合金屬氧化物。CeO2因其優(yōu)異的儲(chǔ)氧-釋氧能力，常被作為第二金屬引入以提高氧化還原性能。已通過(guò)大量嘗試改善催化劑的低溫活性，尤其通過(guò)優(yōu)化不同金屬比例。Zhu等[19]通過(guò)在KMnO4與(NH4)2C2O4之間的氧化還原反應(yīng)過(guò)程中，加入Ce(NO3)3制備了不同Ce/Mn比的Ce-MnO2催化劑用于甲醛的催化氧化，當(dāng)Ce/Mn比為1∶10時(shí)，催化劑的活性最佳，100 ℃可實(shí)現(xiàn)甲醛的完全轉(zhuǎn)化。Liu等[20]研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)3DOMAu/CeO2-Co3O4催化劑的Ce/Co比以優(yōu)化表面元素價(jià)態(tài)提高低溫催化甲醛的活性，約39 ℃便能夠?qū)崿F(xiàn)甲醛的完全轉(zhuǎn)化。

目前報(bào)道的文獻(xiàn)中，負(fù)載型Ag基催化劑中活性組分負(fù)載含量相對(duì)較高，且甲醛的完全轉(zhuǎn)化溫度也較高。基于此，本研究以過(guò)渡金屬Co3O4和CeO2復(fù)合氧化物為載體，制備一系列低Ag含量的Ag/CeO2-Co3O4催化劑并將其應(yīng)用于低溫催化氧化降解甲醛。本研究主要考察不同Ce/Co比對(duì)催化劑活性的影響，并揭示造成不同甲醛降解效率的影響因素。此外，本研究通過(guò)原位漫反射紅外光譜實(shí)驗(yàn)對(duì)催化劑表面甲醛降解過(guò)程中間體進(jìn)行檢測(cè)，推測(cè)其具體反應(yīng)機(jī)理過(guò)程。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 催化劑的制備

采用共沉淀法制備CeO2-Co3O4載體。以六水硝酸鈰(Ce(NO3)2·6H2O)和六水硝酸鈷(Co(NO3)2·6H2O)為前驅(qū)體源，共稱取20 mmol Ce(NO3)2·6H2O和Co(NO3)2·6H2O，將其按物質(zhì)的量比Ce∶Co為1∶19、5∶15、10∶10、15∶5和19∶1分別溶解于去離子水中。用草酸作為沉淀劑，將適量1 mol/L草酸緩慢滴加至上述溶液中，(Ce+Co)/草酸物質(zhì)的量比為1∶3。于室溫劇烈攪拌1 h，靜置2 h，過(guò)濾水洗數(shù)次，80 ℃干燥過(guò)夜，并在450 ℃焙燒4 h。制得載體分別標(biāo)記為Ce1Co19、Ce5Co15、Ce10Co10、Ce15Co5、Ce19Co1。作為對(duì)比，另分別稱取20 mmol Co(NO3)2·6H2O和Ce(NO3)2·6H2O按上述步驟制備純CoOx和CeO2載體，標(biāo)記為CoOx和CeO2。

采用過(guò)量浸漬法制備Ag/CeO2-Co3O4催化劑，稱取1 g制得的CeO2-Co3O4或CoOx粉末于化學(xué)計(jì)量的AgNO3溶液中于60 ℃攪拌蒸干。所得固體80 ℃過(guò)夜干燥過(guò)后放入馬弗爐內(nèi)，350 ℃焙燒3 h，制得Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為1%的Ag/CeO2-Co3O4和Ag/CoOx催化劑。所得樣品粉末分別標(biāo)記為Ag/Ce1Co19、Ag/Ce5Co15、Ag/Ce10Co10、Ag/Ce15Co5、Ag/Ce19Co1、Ag/Co。Ag的理論負(fù)載量為1%。

1.2 催化劑的表征

X射線衍射譜圖(XRD)由德國(guó)布魯克生產(chǎn)的Bruker D8 Advance測(cè)試，掃描速率6(°)/min，10°-80°掃描。主要參數(shù)為Cu靶，管電壓40 kV，管電流40 MA，步長(zhǎng)0.02°。

氮?dú)馕?脫附實(shí)驗(yàn)用美國(guó)Micromeritics公司的TriStarⅡ3020型物理吸附儀測(cè)定樣品的比表面積、孔容和平均孔徑。樣品在200 ℃下真空預(yù)處理3 h后，在-196 ℃下，以N2為吸附質(zhì)進(jìn)行測(cè)量。

拉曼光譜(Raman)測(cè)試由Renishaw inVia Reflex 2000型激光顯微拉曼光譜儀完成。顯微鏡配備有Leica顯微鏡系統(tǒng)和50×物鏡，使用Ar激發(fā)光源(λ= 532 nm)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，拉曼光譜使用硅晶片在520.5 cm-1處校準(zhǔn)。測(cè)試溫度為室溫，100-800 cm-1測(cè)試。

氫氣程序升溫還原(H2-TPR)測(cè)試過(guò)程如下，稱取樣品30 mg，在氣體流量為30 mL/min N2條件下以10 ℃/min的升溫速率升溫至300 ℃，恒溫保持40 min，然后降至室溫，在30 mL/min H2/Ar (H2=5%)的氣流下以10 ℃/min升溫至850 ℃，檢測(cè)器為TCD。

原位漫反射傅里葉變換紅外(in-situDRIFTS)實(shí)驗(yàn)在裝有Harrick Scientific漫反射附件的Nicolet iS 50紅外光譜儀上進(jìn)行。測(cè)試前，將樣品置于配有ZnSe窗片的反應(yīng)池中，N2(100 mL/min)氛圍下在200 ℃吹掃60 min，待其降至室溫。升溫至70 ℃，第一，通入HCHO + N2吸附30 min；第二，N2吹掃15 min；第三，通入O2+ N2進(jìn)行反應(yīng)，采用OMNIC軟件采集不同反應(yīng)條件下的譜圖。測(cè)試條件為通入0.1% HCHO、10% O2、N2作保護(hù)氣，70 ℃時(shí)采集不同時(shí)間點(diǎn)的光譜。

1.3 催化劑的活性測(cè)試

催化劑活性測(cè)試在固定床石英管(i.d. = 6 mm)中進(jìn)行。采用一定流量的氮?dú)夤呐?7%甲醛溶液產(chǎn)生可控體積分?jǐn)?shù)的HCHO/N2混合氣體，0.25%HCHO、20%O2、N2為平衡氣，混合氣總流量為100 mL/min，催化劑用量200 mg。催化劑測(cè)試前先于10%H2/N2氛圍下在150 ℃還原1 h。穩(wěn)定性測(cè)試于80 ℃下進(jìn)行30 h連續(xù)反應(yīng)，氣體組分為：0.2%HCHO + 20%O2+ N2，混合氣總流量為100 mL/min。反應(yīng)后的氣體通入帶TCD和FID檢測(cè)器的9780型氣相色譜在線分析，HCHO轉(zhuǎn)化率用CO2的生成量評(píng)價(jià)，計(jì)算方法：

(1)

式中,[CO2]out：產(chǎn)物中CO2體積分?jǐn)?shù)，[HCHO]in：進(jìn)氣中HCHO體積分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 活性測(cè)試

各催化劑的甲醛催化氧化活性測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖 1 不同Ce/Co物質(zhì)的量比對(duì)催化劑甲醛催化性能的影響

CeO2、CoOx、Ce1Co19氧化物單獨(dú)作為催化劑的評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖1(a)，其中，純CeO2顯示出較差的催化活性，在140 ℃僅實(shí)現(xiàn)46%的甲醛去除率，而CoOx在相同測(cè)試條件下能夠?qū)崿F(xiàn)甲醛的完全轉(zhuǎn)化。相比之下，Ce1Co19催化劑能夠在120 ℃達(dá)到100%甲醛轉(zhuǎn)化率。因此，不同Ce/Co比顯著影響CeO2-Co3O4催化劑的甲醛催化降解效率。文獻(xiàn)報(bào)道稱Ag物種可以活化載體表面氧物種并促進(jìn)其表面還原[15]，同時(shí)，添加Ag物種導(dǎo)致反應(yīng)氣流中的氧分子有效活化更加顯著[21]。如圖1(b)所示，Ag加入后甲醛活性顯著提升，證明Ag有效參與甲醛催化降解反應(yīng)。各催化劑的t90大小依次為：Ag/Ce1Co19 (78 ℃) < Ag/Ce19Co1 (98 ℃) ≈ Ag/Co (98 ℃) < Ag/Ce10Co10 (99 ℃) < Ag/Ce5Co15 (112 ℃) ≈ Ag/Ce15Co5 (112 ℃)。其中，Ag/Ce5Co15和Ag/Ce15Co5催化劑顯示出最差的活性，在120 ℃才能實(shí)現(xiàn)甲醛的完全轉(zhuǎn)化。當(dāng)Ce/Co物質(zhì)的量比為1∶1時(shí)，顯示出增加的HCHO催化活性，相比之下其t90提前了13 ℃。隨著Ce或者Co含量的急劇增加，達(dá)到富Ce(Ag/Ce19Co1)或富Co(Ag/Ce1Co19)狀態(tài)，催化劑活性進(jìn)一步提高。Ag/Ce19Co1在100 ℃實(shí)現(xiàn)98%的甲醛轉(zhuǎn)化，與純Ag/Co顯示出相當(dāng)?shù)幕钚?。相比之下，Ag/Ce1Co19顯示出最優(yōu)異的低溫催化氧化降解甲醛性能，在80 ℃即可實(shí)現(xiàn)甲醛完全轉(zhuǎn)化。同時(shí)，Ag/Ce1Co19催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，能夠在80 ℃下保持100%甲醛轉(zhuǎn)化率達(dá)30 h,具體見(jiàn)圖1(c)。這說(shuō)明適量的CeO2加入有利于催化活性增加。由此可知，對(duì)于CeO2-Co3O4復(fù)合載體體系，適當(dāng)?shù)腃e/Co比對(duì)最終催化劑活性具有顯著影響?？偟膩?lái)說(shuō)，富Co狀態(tài)下甲醛催化性能最優(yōu)異，且其貴金屬負(fù)載量(1% Ag)成本也低于大多數(shù)現(xiàn)有文獻(xiàn)[13-15]。

2.2 XRD分析

各催化劑的XRD譜圖見(jiàn)圖2，用以揭示催化劑的結(jié)構(gòu)特征。由圖2可知，Ag/Co樣品中位于19.0°、31.3°、36.9°、44.8°、55.7°、59.4°和65.2°處不同強(qiáng)度的衍射峰分別歸屬于Co3O4的(111)、(220)、(311)、(222)、(400)、(422)、(511)和(440)晶面(PDF#42-1467)。隨著Ce的加入系列催化劑由CeO2立方螢石結(jié)構(gòu)和Co3O4尖晶石結(jié)構(gòu)混合組成，且Co3O4的結(jié)晶度相應(yīng)變?nèi)?。隨著Ce含量增加，位于28.6°、33.1°、47.5°、56.3°、69.4°、76.7°和79.1°處歸屬立方螢石結(jié)構(gòu)CeO2的衍射峰峰強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，說(shuō)明其結(jié)晶度不斷增加。然而，當(dāng)達(dá)到富Ce狀態(tài)時(shí)，Ag/Ce19Co1催化劑對(duì)應(yīng)的CeO2的衍射峰峰強(qiáng)度相對(duì)于其他增加趨勢(shì)反而出現(xiàn)了下降，表明其結(jié)晶度降低，對(duì)應(yīng)缺陷增多，更有利于催化活性。這可能是其在活性測(cè)試中活性優(yōu)于其他較低Ce含量催化劑的原因。此外，所有樣品中均未觀察出明顯的銀物種衍射峰，可推測(cè)出低含量的銀物種高度分散在催化劑表面而難以檢測(cè)。

圖 2 催化劑的XRD譜圖

2.3 BET分析

各催化劑的N2吸附-脫附曲線見(jiàn)圖3，觀察到所有催化劑呈現(xiàn)出IV型吸附-脫附等溫線，H4型滯回線，屬于典型的介孔特征[22]且存在狹窄的裂隙孔。隨著Co含量的增加，滯回線起點(diǎn)的相對(duì)壓力p/p0逐漸增大，說(shuō)明催化劑的介孔孔徑逐漸增大。這與表1中的平均孔徑結(jié)果相一致，其孔徑大小隨著Co含量的增加而增加，Ag/Co樣品顯示出最大的孔徑(17.1 nm)。由此可知，不同Ce/Co比對(duì)催化劑的織構(gòu)性質(zhì)有著顯著影響。表1匯總了不同Ce/Co比的Ag/CeO2-Co3O4催化劑的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)。由表1可知，系列催化劑的比表面積隨著Co含量的增加而減小，反之，孔體積和平均孔徑則隨著Co含量的增加而增加?？赡苁怯捎贑o的增加促進(jìn)介孔尺寸增大而導(dǎo)致的。結(jié)合活性測(cè)試結(jié)果可知，織構(gòu)性質(zhì)并不是影響系列催化劑活性的主要因素。

圖 3 不同催化劑的N2吸附-脫附曲線

表 1 不同催化劑的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)

2.4 Raman分析

各催化劑結(jié)構(gòu)通過(guò)Raman光譜技術(shù)進(jìn)一步研究，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知，所有催化劑的Raman譜圖中均未發(fā)現(xiàn)Ag物種的衍射峰，表明系列催化劑中Ag物種無(wú)明顯的拉曼散射信號(hào)，這與XRD結(jié)果一致。在Ag/Co催化劑上位于196、483、519、620和 689 cm-1波數(shù)附近分別對(duì)應(yīng)于Co3O4中F2g(1)、Eg、F2g(2)、F2g(3)和A1g模式的伸縮振動(dòng)[23]。研究發(fā)現(xiàn)，Co3O4的普通尖晶石結(jié)構(gòu)中，Co2+和Co3+分別位于四面體和八面體位置[24]。其中，F(xiàn)2g和Eg模式與四面體和八面體位置的振動(dòng)有關(guān)，A1g模式則對(duì)應(yīng)于八面體位置的出現(xiàn)。隨著Ce的加入觀察到位于462 cm-1波數(shù)附近的峰屬于CeO2中F2g模式的伸縮振動(dòng)[25]。由圖4可知，隨著CeO2含量的增加，CeO2對(duì)應(yīng)的散射峰明顯增強(qiáng)，且隨其強(qiáng)度的增加逐漸掩蓋了位于475 cm-1附近歸屬于八面體位置振動(dòng)的Co的散射峰。與此同時(shí)，相比Ag/Co催化劑，隨著CeO2的加入，Co3O4對(duì)應(yīng)的散射峰出現(xiàn)了紅移，且隨Ce含量的增加而減弱。其中，Ag/Ce1Co19催化劑的散射峰相對(duì)于其他催化劑出現(xiàn)了明顯的紅移，與其優(yōu)異的活性結(jié)果一致。這可能是由于晶格缺陷導(dǎo)致的，它能夠促進(jìn)氧空位的形成從而促進(jìn)氧氣的移動(dòng)[26,27]。通常情況下，表面上高氧遷移率和氧空位的存在可以改善氧化活性[28]。

圖 4 不同催化劑的拉曼光譜譜圖

2.5 H2-TPR分析

為探究不同Ce/Co比催化劑的氧化還原性能，H2-TPR分析用來(lái)測(cè)定其氧化還原能力，所得結(jié)果見(jiàn)圖5。系列催化劑在50-850 ℃呈現(xiàn)出還原峰。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[17,29]，Co3O4一般經(jīng)過(guò)兩步還原過(guò)程：第一步過(guò)程屬于Co3+向Co2+的轉(zhuǎn)化；第二步過(guò)程是Co2+還原為Co0。由圖5可知，Ag/Co樣品中位于251及350 ℃附近的兩個(gè)還原峰歸屬于Co3O4的兩步還原。其還原溫度相比現(xiàn)有文獻(xiàn)中的純Co3O4對(duì)應(yīng)還原溫度都有明顯提前[5,23,27]，同時(shí)，隨著CeO2的加入其還原溫度逐漸向低溫偏移，并隨Ce含量的增加偏移愈加明顯，說(shuō)明Ce的存在有利于Co3+和Co2+的還原[28]。另外，出現(xiàn)位于100-150 ℃和高于700 ℃(插圖)的新還原峰，分別歸因于載體中CeO2表面的活性氧物種和CeO2中體相氧的還原[15，30]。Yu等[17]發(fā)現(xiàn)，Ag納米粒子的存在能夠促進(jìn)CeO2的還原峰向低溫偏移從而提高其氧化還原性能。與此同時(shí)，相應(yīng)的H2消耗量也隨著Ce含量的增加而增加，Ag/Ce19Co1催化劑表面存在大量的氧物種可能是其在活性測(cè)試中顯示出僅次于Ag/Ce1Co19的原因。此外，結(jié)果表明，隨著催化劑中Co含量逐漸增加，H2消耗量也隨之增加，通常表面Co3+的含量與催化活性相關(guān)[31]。根據(jù)電中性原理，Co2+含量增加則表面氧空位含量增加，這與Raman結(jié)果一致。

圖 5 催化劑的H2-TPR譜圖

2.6 原位漫反射傅里葉紅外光譜研究

Ag/Ce5Co15和Ag/Ce1Co19在70 ℃下的原位漫反射傅里葉變化紅外譜圖(in-situDRIFTS)見(jiàn)圖6。由圖6可知，所有樣品的in-situDRIFTS譜圖均未發(fā)現(xiàn)與吸附甲醛相關(guān)的峰，說(shuō)明吸附甲醛能夠立即被氧化形成中間產(chǎn)物。在甲醛吸附階段，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，各吸附峰逐漸增強(qiáng)，說(shuō)明中間產(chǎn)物在催化劑表面的吸附量增大。由圖6(a)可知，位于1062 cm-1處的吸附峰為甲二氧基(DOM)物種的C-O伸縮振動(dòng)[31-33]。在1322和1363 cm-1處的吸收峰歸屬于甲酸鹽物種(COO)對(duì)稱伸縮振動(dòng)[34,35]；對(duì)應(yīng)在1586 cm-1處的吸收峰則歸屬于甲酸鹽(COO)的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)[34]，而位于2830和2948 cm-1處的吸收峰歸屬于甲酸鹽C-H伸縮振動(dòng)[36,37]。隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，所有吸附峰的強(qiáng)度都有所增強(qiáng)并隨后保持穩(wěn)定。此外，在3674 cm-1處出現(xiàn)了一個(gè)微弱的倒峰[31]，這歸因于表面羥基的消耗，以將吸附態(tài)的甲醛悉數(shù)轉(zhuǎn)化為DOM和甲酸鹽中間產(chǎn)物。與之相比，Ag/Ce1Co19催化劑表面的吸附中間產(chǎn)物也主要為DOM和甲酸鹽物種。但是，Ag/Ce1Co19表面相關(guān)峰的吸附量明顯降低，吸附時(shí)間達(dá)到1 min之后，才有DOM和甲酸鹽中間體先后逐漸積累。另外，在1646和3470 cm-1處觀察到新的吸收峰。根據(jù)文獻(xiàn)，該吸附峰可歸屬于H2O的O-H伸縮振動(dòng)[34,36]。說(shuō)明在不通氧氣的情況下，CeO2-Co3O4表面的氧物種直接參與甲醛的氧化同時(shí)生成CO2和H2O。

為了進(jìn)一步探究反應(yīng)中間體的演變過(guò)程，在吸附過(guò)程隨后的通氧反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，先通入N2吹掃15 min去除弱吸附的中間體，立即通入O2+ N2并采集不同反應(yīng)時(shí)間的譜圖。由圖6(b)可知，DOM的吸收峰明顯減弱，而甲酸鹽物種則以微弱的趨勢(shì)減少，這可能是由于Ag/Ce5Co15上的甲醛反應(yīng)轉(zhuǎn)化率在70 ℃低于20%導(dǎo)致的。說(shuō)明甲酸鹽物種的分解過(guò)程是甲醛氧化反應(yīng)中的速控步驟。反觀Ag/Ce1Co19催化劑，如圖6(d)所示，隨著氧氣的通入，反應(yīng)中間體的吸附量立即減少，并隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)進(jìn)一步減弱?？赡苁瞧浔砻娴难蹩瘴桓欣谘鯕夥肿拥幕罨鸵苿?dòng)，這與Raman分析結(jié)果相對(duì)應(yīng)。經(jīng)上述分析可知，Ag/Ce1Co19具有更好的吸附并轉(zhuǎn)化甲醛的性能。結(jié)合活性測(cè)試結(jié)果證實(shí)了Ag/Ce1Co19催化劑表面存在更多的活性位點(diǎn)，使得吸附的甲醛物種與催化劑表面的活躍氧物種發(fā)生氧化反應(yīng)，這也是Ag/Ce1Co19催化劑呈現(xiàn)最優(yōu)活性的原因。

圖 6 70 ℃下HCHO吸附(a)隨后通氧反應(yīng)(b)期間在Ag/Ce5Co15上及HCHO吸附(c)隨后通氧反應(yīng)(d)期間在Ag/Ce1Co19上獲得的原位漫反射傅里葉紅外光譜譜圖

3 結(jié) 論

低Ag含量的Ag/CeO2-Co3O4催化劑表現(xiàn)出較好的低溫催化氧化降解甲醛性能，并且不同Ce/Co比對(duì)催化劑的活性影響顯著，其中，Ag/Ce1Co19在80 ℃實(shí)現(xiàn)了甲醛的完全轉(zhuǎn)化。結(jié)果表明，富Co狀態(tài)下，少量Ce的加入有效地提高了晶格缺陷，促進(jìn)氧空位的形成，從而優(yōu)化甲醛低溫催化氧化降解性能。此外，in-situDRIFTS研究結(jié)果表明，氧空位有利于促進(jìn)反應(yīng)過(guò)程中氧氣分子的活化和移動(dòng)，載體表面氧物種能夠直接氧化甲醛形成DOM和甲酸鹽物種反應(yīng)中間體，且甲酸鹽物種的分解是甲醛催化氧化過(guò)程中的速控步驟。